A modern másodlagos kohászatban a pontos nitrogénszabályozást már nem tekintik pusztán szennyeződési kockázatnak— alapvető mikroötvözési stratégiává vált. Mivel az acélgyártók költséghatékony módszereket keresnek a nagy szilárdságú betonacél (például HRB500 és HRB600), az autóipari lemezek és a szerkezeti acélok szigorú mechanikai szabványainak teljesítésére, a hagyományos nitrogéntartalmú adalékokat egyre inkább felváltják a nagy teljesítményű szintetikus vasötvözetek.
Ezek közül,Ferro-szilícium-nitrid (Fe-Si3N4)nélkülözhetetlen ötvöző adalékanyagként és deoxidálószerként nőtte ki magát. Ez a műszaki útmutató a ferro-szilícium-nitrid kémiai mechanizmusait vizsgálja folyékony acélban, kohászati előnyeit a hagyományos nitrogénhordozókkal szemben, valamint az ipari beszerzések kritikus minőségi paramétereit.
A ferroszilícium-nitrid egy kompozit ferroötvözet, amelyet ferroszilíciumpor (FeSi75) magas hőmérsékletű közvetlen nitridálásával állítanak elő nyomás alatti nitrogénatmoszférában:
A kapott anyag túlnyomórészt szilícium-nitridből (&béta;-Si3N4és &alfa;-Si3N4) vas (Fe) szilárd oldat mátrixon belül szorosan megkötött fázisok A fémvas jelenléte jelentősen javítja az anyagot' térfogatsűrűsége, nedvesíthetősége és oldódási kinetikája olvadt acélban a tiszta szilícium-nitrid porhoz képest, amely az alacsonyabb sűrűség miatt hajlamos lebegni.
Ha ferroszilícium-nitridet vezetnek be az üstkemencébe (LF) vagy csapolás közben, az két egyidejű kohászati reakciót vált ki:
Si + 2[O] ➔ SiO2
A szilícium aktív helyi deoxidációt biztosít, csökkenti az olvadékban oldott oxigént, és alacsony olvadáspontú salakot képez, amely gyorsan kiúszik.
[N] Belép az olvadt rácsba
A nitrogén atomi szinten szabadul fel, kiszámítható és stabil visszanyerési sebességet biztosítva 75% és 88% között anélkül, hogy túlzott gázfröccsenést okozna.
A gáznemű nitrogén befecskendezése gyakran ingadozó abszorpciós sebességet (jellemzően 20% és 35% alatti) és súlyos fröccsenéses oxidációt eredményez. Ezzel szemben a nitrogén Fe-Si-ben3N4kémiailag kötött. Mivel az ötvözet olvadt acélban 1550° C-től 1650°-ig; C-ig oldódik, a nitrogén közvetlenül az olvadékban oldódik anélkül, hogy nemkívánatos hidrogént vagy nedvességet vezetne be.
Az oldott nitrogén reakcióba lép mikroötvöző elemekkel, például vanádiummal, alumíniummal, nióbiummal és titánnal hűtés és hengerlés közben, és finom karbonitrid csapadékot képez:
A nagy szilárdságú szeizmikus betonacél (pl. HRB400E, HRB500E) gyártásánál a nitrogén fokozza a Vanádium csapadékhatékonyságát.0,010% - 0,015% [N] hozzáadásával ferro szilícium-nitriden keresztül az acélgyárak a következőket tehetik
A szilícium egyidejű felszabadulása helyi dezoxidációt biztosít az adagolás helyén. A keletkezett szilícium-dioxid aggregátumok meglévő fluxussal alacsony olvadáspontú salakot képeznek, amely gyorsan kiúszik, csökkentve a káros makroszkopikus nemfémes zárványokat.
Az elektromos acélgyártásban szabályozott nitrogén hozzáadásra van szükség a finoman diszpergált mangán-szulfidok (MnS) és alumínium-nitridek (AlN) kialakításához, amelyek kritikus szemcsenövekedés-gátlóként működnek a másodlagos átkristályosítás során.
Az ipari ferro-szilícium-nitrid nitrogéntartalma és fizikai formája alapján van kategorizálva (csomók a kemence töltéséhez vs. stabilizált por a maghuzalgyártáshoz).
| Kémiai elem | Magas nitrogéntartalmú (FeSi3N4-A) | Standard fokozat (FeSi3N4-B) | Alacsony szén-dioxid-kibocsátású, nagy tisztaságú fokozat |
|---|---|---|---|
| Nitrogén (N) | ≥ 30,0% | ≥ 24,0% – 28,0% | ≥ 32,0% |
| Szilícium (Si) | 45,0% – 50,0% | 45,0% – 52,0% | 46,0% – 50,0% |
| Vas (Fe) | 12,0% – 18,0% | 18,0% – 25,0% | ≤ 12,0% |
| Szén (C) | ≤ 0,30% | ≤ 0,50% | ≤ 0,15% |
| Foszfor (P) | ≤ 0,04% | ≤ 0,05% | ≤ 0,03% |
| Kén (S) | ≤ 0,03% | ≤ 0,03% | ≤ 0,02% |
| Szabványos méretezés | Csomók: 10–50 mm/10–100 mm | Csomók: 10–50 mm | Por: 100– 325 mesh (maghuzal) |
Egy tengerentúli ferroszilícium-nitrid gyártó értékelésekor a következő minőségi paramétereket helyezze előtérbe a műszaki auditok során:
Szeretné optimalizálni nitrogénötvözési hatékonyságát vagy csökkenteni a mikroötvözési költségeket nagy szilárdságú acélminőségekben? Kohászati minőségű termékeket szállítunkFerro Szilícium Nitrid csomók (10–50mm) és finom porok (-200 mesh)garantált nitrogénkoncentrációval akár 32%.
.png)
